研究公路橋梁軟土地基施工的關(guān)鍵技術(shù)

◎劉濤

由于我國國土面積遼闊，不同地區(qū)地質(zhì)條件差異性相對較大，在路橋項(xiàng)目工程建設(shè)施工中，由于需要跨越不同的地區(qū)，受到地質(zhì)條件因素的影響，經(jīng)常會遇到一些軟土地基問題，對路橋工程項(xiàng)目基礎(chǔ)施工的安全性和穩(wěn)定性造成比較嚴(yán)重的影響。因此，在項(xiàng)目工程建設(shè)施工過程中，軟土地基處理工作非常關(guān)鍵，需要引起工程施工單位的高度重視。針對現(xiàn)階段我國大部分的路橋工程項(xiàng)目建設(shè)施工而言，因?yàn)檐浲恋鼗鶈栴}的產(chǎn)生經(jīng)常會出現(xiàn)路面基礎(chǔ)部分產(chǎn)生塌陷以及橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不均勻沉降等情況。對此，路橋工程施工單位需要充分了解軟土地基的具體特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際施工條件采取針對性的軟土地及加固處理工作方法，提高路橋工程項(xiàng)目施工基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)安全性和穩(wěn)定性。

一、路橋項(xiàng)目工程軟土地基的特點(diǎn)和危害性

（一）流動(dòng)性較強(qiáng)

粘土地基通常情況下是通過一些含水量較大，同時(shí)比較松軟的土壤所構(gòu)成，因此經(jīng)常會出現(xiàn)比較強(qiáng)的流動(dòng)性特點(diǎn)，這也是軟土地基會出現(xiàn)基礎(chǔ)塌陷的重要原因之一。由于軟土地基當(dāng)中的土壤結(jié)構(gòu)構(gòu)成相對比較松散，同時(shí)內(nèi)部會含有大量的土壤空氣和水，隨著外部承載能力的不斷加大，軟土地基中的土壤空氣率會進(jìn)一步壓縮，同時(shí)會逐漸消失，基礎(chǔ)面會出現(xiàn)不均勻沉降問題。除此之外，因?yàn)檐浲恋鼗?dāng)中經(jīng)常會受到地下水環(huán)境因素的干擾，或者是外部環(huán)境溫度的影響，內(nèi)部的水分會快速蒸發(fā)和擴(kuò)散，會帶動(dòng)周圍的土壤形成比較嚴(yán)重的流動(dòng)性情況，在后續(xù)的道路橋梁通車過程中，受到大量車輛荷載作用條件下，基礎(chǔ)從內(nèi)部會出現(xiàn)不均勻下沉情況，如果沒有對其進(jìn)行有效控制，會對整個(gè)公路橋梁通車安全性造成比較嚴(yán)重的影響和威脅。

（二）疏松多孔結(jié)構(gòu)

在路橋項(xiàng)目工程建設(shè)施工當(dāng)中，所遇到的軟土地基條件通常情況下屬于一種比較松散顆粒狀的粘土和粉土為主，這種類型的土壤材料具有疏松多孔等方面特性，受到這一特點(diǎn)的影響會造成軟土路基的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和強(qiáng)度有所不足，會造成土壤當(dāng)中電荷量分布不均勻，因此，會直接影響到整個(gè)路橋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。不但如此，還有一些軟土地基條件，除了通過粘土構(gòu)成之外，其中還摻雜著大量的泥炭以及松散的片石等，由于這些雜物的存在會進(jìn)一步加大軟土地基條件當(dāng)中的空隙程度，同時(shí)在含水量方面也會進(jìn)一步加大，如果沒有對其進(jìn)行有效處理，很容易影響到路橋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的支撐性和穩(wěn)定性。

（三）抗剪強(qiáng)度相對較低

在路橋向工程建設(shè)施工過程中，對于地基結(jié)構(gòu)部分而言，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分的土壤抗剪能力不足是軟土地基的一個(gè)重要表現(xiàn)特點(diǎn)。因?yàn)?，軟土地基條件通常情況下，會出現(xiàn)疏松多孔的結(jié)構(gòu)，因此無法保證在外部強(qiáng)大荷載作用條件下自身結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，同時(shí)軟土地基土壤的壓縮系數(shù)相對較高，如果直接以軟土地基作為基礎(chǔ)承載部分，在后續(xù)的橋梁道路基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面無法得到有效保證，會出現(xiàn)比較大的安全隱患問題。

二、公路橋梁工程施工中存在的主要問題

（一）公路橋梁地基塌陷概率相對較高

由于橋公路橋梁項(xiàng)目工程建設(shè)施工當(dāng)中，由于橋梁工程施工段經(jīng)常會遇到一些軟土地基條件，軟土地基是項(xiàng)目工程施工過程中非常重要的工作環(huán)節(jié)，在實(shí)際使用過程中會造成公路橋梁地基塌陷概率相對較高。因此，需要充分做好橋梁下部結(jié)構(gòu)軟土地基的處理工作，有效保證工程整體的施工質(zhì)量和穩(wěn)定性，防止項(xiàng)目工程施工問題的出現(xiàn)提高工程整體的施工效果。

（二）地基滲水性較差

在公路橋梁項(xiàng)目工程建設(shè)施工過程中，由于軟土層到含水量相對較高，造成混凝土工程項(xiàng)目在加固處理工作當(dāng)中，混凝土材料的凝結(jié)效率相對較慢，公路橋梁工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性無法得到有效控制，如果軟土地基當(dāng)中的大量水分無法順利排除，很容易出現(xiàn)地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生塌陷等情況，會造成工程施工過程中產(chǎn)生比較嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)性問題。

（三）含水量較高

由于軟土地基條件，通常情況下是通過大量的粘土、淤泥、粉質(zhì)粘土等各種軟土條件所構(gòu)成，在實(shí)際施工過程中發(fā)現(xiàn)軟土地及自身具有較強(qiáng)的蠕動(dòng)性特點(diǎn)，因此在進(jìn)行項(xiàng)目工程建設(shè)施工當(dāng)中，需要最大限度上避免對橋梁項(xiàng)目工程造成不良影響。由于含水量較高會造成公路橋梁工程施工地基產(chǎn)生不均勻沉降情況，進(jìn)而引發(fā)一系列技術(shù)難點(diǎn)問題，對整個(gè)公路橋梁項(xiàng)目工程施工造成較大的困難，在實(shí)際施工中會出現(xiàn)軟土地基的含水量相對較低，因此在正式開始施工之前必須要采取針對性的施工管控處理方法，有效降低地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分的含水量，保證地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，提高工程整體聲效果節(jié)省更多的施工經(jīng)濟(jì)成本。

三、公路橋梁施工中軟土地基施工技術(shù)處理方法

（一）注漿加固處理法

現(xiàn)階段，在公路橋梁施工過程中，對于軟土地基的施工處理方法，比較常用的是高壓噴射注漿處理技術(shù)，該項(xiàng)處理技術(shù)主要是將噴射流的壓力，提升到預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)之后，再使用土提噴機(jī)破壞土體原本的狀態(tài)，噴射到到軟土層內(nèi)部的漿液，會和土壤之間形成充分交換和傳播，凝固之后可以提高軟土地基的支撐性和穩(wěn)定性，達(dá)到公路橋梁項(xiàng)目工程建設(shè)施工要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)噴射過程當(dāng)中，可以根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)工作要求，結(jié)合項(xiàng)目工程實(shí)際施工條件，對旋轉(zhuǎn)速率進(jìn)行有效調(diào)整，同時(shí)還需要調(diào)整打樁機(jī)的上臺工作速度，有效控制好漿液噴射力度，根據(jù)實(shí)際施工要求合理調(diào)整噴射嘴的直徑大小，可以有效控制和優(yōu)化噴射施工的具體流量，有效保證注漿施工的均勻性和穩(wěn)定性。該項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際使用過程中，對于相關(guān)操作人員的專業(yè)技術(shù)要求相對較高，施工人員在實(shí)際施工當(dāng)中，必須要熟練掌握注漿操作技術(shù)方法，同時(shí)還需要具有一定的工程施工經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的規(guī)則和施工技術(shù)方法進(jìn)行合理控制。如圖1：

圖1 注漿加固處理

（二）攪拌處理法

攪拌處理在軟土地基施工處理工作中是用效果比較明顯，尤其對于深層攪拌處理工作方法，更加適合處理一些淤泥質(zhì)軟土地基條件，或者是含水量相對較高的粘土地質(zhì)條件等。在正式開始施工之前，需要有效做好施工之前的相關(guān)試驗(yàn)工作，然后再將其運(yùn)用到軟土層施工當(dāng)中，比如可以將其用于泥炭、土壤等具有侵蝕性的地下水環(huán)境當(dāng)中，在冬季施工條件下混凝土材料可能會受到溫度條件因素所產(chǎn)生的影響會出現(xiàn)凝固凍結(jié)等情況，因此在使用攪拌法進(jìn)行軟土地基處理工作中需要充分考慮到溫度因素，可能會對土壤成型效果所產(chǎn)生的干擾。攪拌處理法在使用過程中，主要是將凝固劑粘土土壤材料，相互之間通過科學(xué)的混合比例進(jìn)行攪拌，保證材料噴射到軟土地基之后，可以有效提高基礎(chǔ)面的承載強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在實(shí)際施工當(dāng)中所使用的凝固劑材料，主要包含礦渣水泥和硅酸鹽水泥兩種形式，通過兩種加固材料的使用，可以有效提高軟土層整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性，并且根據(jù)項(xiàng)目工程實(shí)際施工要求，將粘土加固為圓柱狀或者是方塊狀等各種不同的形式，提高公路橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（三）排水加固處理方法

排水加固處理方法是公路橋梁解決基礎(chǔ)沉降問題的有效控制方法之一，通過該項(xiàng)施工技術(shù)的合理應(yīng)用，可以進(jìn)一步縮短項(xiàng)目工程施工的預(yù)壓周期。通常情況下，項(xiàng)目工程施工單位通常會使用豎向排水施工法，在施工過程中需要保證基礎(chǔ)承載能力，控制在合理的范圍之內(nèi)，通過設(shè)置出豎直方向上的排水井，有效排除基礎(chǔ)軟土層內(nèi)部一些孔洞內(nèi)部的水體，降低空隙率提高軟土地基的含水量，進(jìn)而可以提高基礎(chǔ)面的承載能力。通過排水處理工作之后，基礎(chǔ)土壤層到硬度可以得到全面提升，有效考慮到軟土地基層的施工條件，排水法更加適用于在一些飽和軟土層當(dāng)中進(jìn)行使用，但是并不適合在一些滲透性相對較差的土壤層當(dāng)中進(jìn)行使用，工程施工單位在實(shí)際施工當(dāng)中，必須要結(jié)合實(shí)際使用情況對其進(jìn)行合理調(diào)整。如圖2：

圖2 路基排水系統(tǒng)

（四）材料填充法

材料填充施工處理方法，主要是在公路橋梁軟土地基當(dāng)中，添加一些強(qiáng)度硬度較大的材料，有效提高基礎(chǔ)面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，在實(shí)際施工當(dāng)中通常情況下會填充一些土工聚合物，這種材料是通過人為加工所生成的材料，可以將聚合物作為基礎(chǔ)材料，將其使用在建筑體內(nèi)部或者是建筑體的外表面，可以有效起到加固土層結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮出土體結(jié)構(gòu)的壓力保護(hù)性作用和效果。土工聚合物的重量相對較小，可以根據(jù)項(xiàng)目工程施工技術(shù)要求和規(guī)范來進(jìn)行控制，對填充施工面積進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)大，為后續(xù)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的定性打下良好的基礎(chǔ)。由于該填充材料相對較弱，同時(shí)如果長時(shí)間暴露的外部環(huán)境，很容易產(chǎn)生比較嚴(yán)重的老化情況，填充軟土地基內(nèi)部可以起到延緩材料老化速度的作用和效果。

（五）拋石擠淤處理工作方法

在一些地下水位相對較高、積水量較大同時(shí)土壤空氣分布比較密集的軟土地區(qū)環(huán)境條件下，通常情況下會使用拋石擠淤處理工作方法來進(jìn)行處理，這一方法主要是向軟土地基當(dāng)中拋投大量的碎石材料來進(jìn)行淤泥的排除，同時(shí)做好內(nèi)部的水體清理工作，充分實(shí)現(xiàn)對軟土地基的密實(shí)強(qiáng)化以及硬化處理等。在該項(xiàng)工作過程中必須要對碎石材料的尺寸大小進(jìn)行合理控制，避免碎石尺寸過大或者過小，都會對后續(xù)的淤泥排出效果產(chǎn)生影響。通常情況下，排石擠淤處理工的方法，所選用的材料顆粒直徑范圍控制在30cm 以下，同時(shí)碎石材料拋填工作順序與強(qiáng)夯工作方法基本保持相同，需要由兩側(cè)區(qū)域朝中央?yún)^(qū)域逐步進(jìn)行材料拋投，并且對其中的淤泥和水分進(jìn)行充分排放。除此之外，除了需要進(jìn)行大面積的拋填碎石工作以外，對于一些直徑相對較大的碎石材料而言，需要在其中的空隙部分使用一些小石塊進(jìn)行充分填補(bǔ)，防止在后續(xù)的強(qiáng)力擠壓條件下，碎石材料相互之間產(chǎn)生滑動(dòng)，影響到基礎(chǔ)面的承載力和穩(wěn)定性效果。如圖3：

圖3 拋石擠淤處理方法

（六）強(qiáng)夯法運(yùn)用

強(qiáng)夯法主要針對土質(zhì)較厚施工面積較大的軟土地基層來進(jìn)行處理。在使用強(qiáng)夯法施工之前，需要對行錘和地面之間的間距大小進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，充分保證夯錘每一次的擊打可以發(fā)揮出最大的力度。夯錘在長時(shí)間的使用過程中經(jīng)常會造成夯錘底部出現(xiàn)破壞，進(jìn)而對整個(gè)地基行石效果產(chǎn)生影響。因此，相關(guān)施工人員需要對行時(shí)點(diǎn)位進(jìn)行全面檢查，同時(shí)需要對夯錘的落地位置進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算和分析，要保證在夯錘充分擊打的作用下，地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性可以得到全面提升，為后續(xù)的路橋主體施工質(zhì)量和穩(wěn)定性打下良好的基礎(chǔ)。如圖4：

圖4 強(qiáng)夯處理法

（七）自然沉降法

自然沉降法在使用工作過程中，主要指的是基于軟土地基自身重力的作用實(shí)現(xiàn)自然下沉，在正式開始處理工作之前，相關(guān)施工人員需要準(zhǔn)確計(jì)算軟土地基的實(shí)際承載能力大小，然后再使用超過基礎(chǔ)承載能力的土壤完成后續(xù)的填充工作，保證地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分可以實(shí)現(xiàn)自然下沉，提高基礎(chǔ)土壤的密實(shí)程度和支撐性。這種方法屬于一種經(jīng)濟(jì)成本投入量最低的方法之一，但是所需要的時(shí)間相對較長，在一些工程施工周期比較緊的項(xiàng)目工程當(dāng)中并不適用。自然沉降法在使用過程中，需要有效考慮到周圍環(huán)境的各項(xiàng)影響因素，同時(shí)要有效考慮到土質(zhì)結(jié)構(gòu)自身對于基礎(chǔ)沉降問題所產(chǎn)生的干擾，需要有效保證自然沉降工作結(jié)束之后基礎(chǔ)層的承載能力和穩(wěn)定性效果，有效保證地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性。

四、結(jié)語

綜上所述，道路橋梁工程施工過程中，需要對軟土地基處理技術(shù)加以充分重視，工程施工單位在開展道路橋梁工程施工之前，需要對施工區(qū)域范圍內(nèi)的地質(zhì)條件狀況進(jìn)行全面勘查和分析，重點(diǎn)針對軟土地基條件情況進(jìn)行詳細(xì)勘查和記錄，并且針對不同的軟土地基條件采取針對性的地基處理方法，有效提高地基結(jié)構(gòu)的整體承載力和穩(wěn)定性，防止道路橋梁工程在后續(xù)的使用過程中出現(xiàn)地基整體下陷，以及支撐穩(wěn)定性不足等問題，對道路橋梁的通車安全性和穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響。